專(zhuān)利名稱(chēng)：一維微結(jié)構(gòu)陣列及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一維微結(jié)構(gòu)陣列及其制備方法，屬于材料微結(jié)構(gòu)及其制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
垂直于襯底表面的一維微結(jié)構(gòu)陣列以其潛在的應(yīng)用獲得了廣泛的關(guān)注。例如，硅片襯底表面垂直生長(zhǎng)的一維納米線(xiàn)陣列可用于制備新型的太陽(yáng)能電池，氧化鋅納米線(xiàn)陣列可獲得增強(qiáng)的場(chǎng)發(fā)射效應(yīng)等等。目前常用的一維納米微結(jié)構(gòu)陣列的制備通常采用氣體蒸發(fā)然后冷凝的液固或氣固方法生長(zhǎng)，或者采用化學(xué)溶液法生長(zhǎng)。但受制備方法的限制，很多材料的一維微結(jié)構(gòu)陣列難以制備，因此，需要新的制備技術(shù)和方法獲得新型的一維微結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種一維微結(jié)構(gòu)陣列，使該微結(jié)構(gòu)材料可以在光學(xué)、光電、信息等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。本發(fā)明的另一目的是提供該微結(jié)構(gòu)材料的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一維微結(jié)構(gòu)陣列，位于襯底之上，該一維微結(jié)構(gòu)為線(xiàn)形、螺旋形或者針形，其與襯底結(jié)合的部分垂直于襯底。另外，本發(fā)明制備所述一維微結(jié)構(gòu)陣列的方法，包括以下步驟
(1)在下襯底表面放置一層相互不接觸的納米或微米尺寸的顆粒；
(2)將上襯底和下襯底夾在一起并進(jìn)行合適的處理，使顆粒粘附在上、下襯底的表面；
(3)在合適的條件下，將步驟(2)的上下兩襯底分離，即可得附在襯底表面的一維微結(jié)構(gòu)。其中步驟(1)中在所述的襯底表面放置顆粒的方法為旋涂、浸涂、滴涂、刷涂、噴霧，或以上方法任意組合；步驟(2)中所述的合適的處理方法為在空氣或保護(hù)氣條件下的加熱、溶劑蒸汽處理，或以上方法任意組合；步驟(3)中所述的合適的條件為自然環(huán)境條件、控制一定溫度和時(shí)間、溶劑蒸汽和時(shí)間控制，或以上方法組合。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是(1)可獲得其它物理或化學(xué)方法難以生長(zhǎng)的材料的一維微結(jié)構(gòu)。(2)獲得了一些材料的新型的一維微結(jié)構(gòu)。(3)成本低廉，工藝簡(jiǎn)


圖1是本發(fā)明一維微結(jié)構(gòu)陣列制備方法的步驟流程圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例所獲得的附在硅片襯底表面的硼酸鹽玻璃一維納米線(xiàn)微結(jié)構(gòu)的掃描電鏡圖片。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 將硅片表面通過(guò)滴涂的方法獲得一層相互不接觸的硼酸鹽玻璃微球， 然后將另一硅片夾在一起在空氣中加熱至其軟化點(diǎn)溫度使微球粘附在上下襯底表面，在軟化點(diǎn)溫度恒溫條件下將上下兩襯底分離，迅速冷卻后即得硅片表面的一維納米線(xiàn)微結(jié)構(gòu)陣列。實(shí)施例2 將石英片表面通過(guò)旋涂的方法獲得一層相互不接觸的聚苯乙烯顆粒， 然后將另一石英片夾在一起在三氯甲烷蒸汽中處理使微球粘附在上下襯底表面，在自然環(huán)境條件下將上下兩襯底分離，即得石英片表面的一維納米線(xiàn)微結(jié)構(gòu)陣列。實(shí)施例3 將拋光平整鐵片表面通過(guò)浸涂的方法獲得一層相互不接觸的普通硅酸鹽玻璃微球顆粒，然后與另一鐵片夾在一起在氬氣保護(hù)條件下加熱至其軟化點(diǎn)溫度處理， 使微球粘附在上下襯底表面，在軟化點(diǎn)溫度恒溫條件下將上下兩襯底分離，即得鐵片表面的一維納米線(xiàn)微結(jié)構(gòu)陣列。實(shí)施例4 將石英片表面通過(guò)刷涂的方法獲得一層相互不接觸的錫微球，然后將另一石英片夾在一起在空氣中加熱至其熔點(diǎn)使微球粘附在上下襯底表面，在熔點(diǎn)恒溫條件下將上下兩襯底分離，迅速冷卻后即得石英片表面的一維納米針狀微結(jié)構(gòu)陣列。實(shí)施例5 將聚乙烯平板表面通過(guò)噴霧的方法獲得一層相互不接觸的聚苯乙烯顆粒，然后將另一聚乙烯平板夾在一起在三氯甲烷蒸汽中處理使顆粒粘附在上下襯底表面， 在自然環(huán)境條件下保持10分鐘干燥，然后將上下兩襯底分離，即得石英片表面的一維納米螺旋線(xiàn)微結(jié)構(gòu)陣列。實(shí)施例6 將氧化鋁襯底表面通過(guò)滴涂的方法獲得一層相互不接觸的E玻璃微球顆粒，然后與另氧化鋁襯底夾在一起加熱至其軟化點(diǎn)溫度處理，使微球粘附在上下襯底表面，在恒溫條件下將上下兩襯底分離，即得氧化鋁襯底表面的一維納米線(xiàn)微結(jié)構(gòu)陣列。實(shí)施例7 將硅片表面通過(guò)旋涂的方法獲得一層相互不接觸的硼酸鹽玻璃微球， 然后將另一硅片夾在一起在空氣中加熱至其軟化點(diǎn)溫度使微球粘附在上下襯底表面，在低于軟化點(diǎn)溫度20°C的恒溫條件下將上下兩襯底分離，冷卻后即得硅片表面的一維納米針微結(jié)構(gòu)陣列。
權(quán)利要求
1.一維微結(jié)構(gòu)陣列，位于襯底之上，其特征是所述一維微結(jié)構(gòu)為線(xiàn)形、螺旋形或者針形，其與襯底結(jié)合的部分垂直于襯底。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一維微結(jié)構(gòu)陣列，其特征是所述一維微結(jié)構(gòu)的材料為有機(jī)、 無(wú)機(jī)或金屬材料，其襯底材料為有機(jī)、無(wú)機(jī)或金屬材料。
3.一種制備如權(quán)利要求1所述一維微結(jié)構(gòu)陣列的方法，其特征是包括以下步驟(1)在下襯底表面放置一層相互不接觸的納米或微米尺寸的顆粒；(2)將上襯底和下襯底夾在一起并進(jìn)行合適的處理，使顆粒粘附在上、下襯底的表面；(3)在合適的條件下，將步驟(2)的上下兩襯底分離，即可得附在襯底表面的一維微結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一維微結(jié)構(gòu)陣列的制備方法，其特征是，步驟(1)中在所述的下襯底表面放置顆粒的方法為旋涂、浸涂、滴涂、刷涂、噴霧，或以上方法任意組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一維微結(jié)構(gòu)陣列的制備方法，其特征是，步驟(2)中所述的合適的處理方法為在空氣或保護(hù)氣條件下加熱、溶劑蒸汽處理，或以上方法任意組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一維微結(jié)構(gòu)陣列的制備方法，其特征是，步驟(3)中所述的合適的條件為自然環(huán)境條件、控制一定溫度和時(shí)間、溶劑蒸汽和時(shí)間控制，或以上方法組合。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種一維微結(jié)構(gòu)陣列及其制備方法。該一維微結(jié)構(gòu)為線(xiàn)形、螺旋形或者針形，其與襯底結(jié)合部分垂直于襯底。其制備方法包括以下步驟(1)在襯底表面放置一層相互不接觸的納米或微米顆粒；(2)將上下兩襯底夾在一起并進(jìn)行合適的處理使顆粒粘附在上下襯底表面；(3)在合適的條件下將上下兩襯底分離，即得襯底表面的一維微結(jié)構(gòu)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎，制備簡(jiǎn)單，可在光學(xué)、光電、信息等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。
文檔編號(hào)B81B7/00GK102367164SQ201110330909
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者盧明輝, 葛海雄, 袁長(zhǎng)勝, 陳延峰 申請(qǐng)人:無(wú)錫英普林納米科技有限公司